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  1. 工作原理

    鐵合金廠廢渣回收鉻鐵合金使用隔膜跳汰機的經濟效益

    來源:鞏義市三久重工科技有限公司 發布時間:2017-08-10 10:42 瀏覽次數:
            鉻主要的用途含量
      鉻主要應用在冶金、化工和耐火材料生產工業中,其中大約76%的鉻應用于冶金工業。目前已發現的50余種含鉻礦物中具有工業應用價值的只有鉻尖 晶石類礦物。我國的鉻資源相當貧乏,每年都需高成本大量進口。近年來我國不銹鋼生產呈迅速增長趨勢,對鉻鐵的需求量也越來越大。同時,鉻鐵合金冶煉企業所 面臨的環境壓力也日趨緊迫,尤其是鉻鐵合金廠固體廢棄物的排放,必須符合我國環保要求。
      通常,鉻鐵合金廠中固體廢棄物主要來源于高溫生產工藝中產生的爐渣和塵泥。高碳鉻鐵渣粘度大、熔點高,渣鐵無法完全分離。一般來說,每生產lt 高碳鉻鐵合金大約要產生1.1-1.2t廢渣;同時在鉻鐵合金埋弧爐冶煉過程中,由于元素的高溫蒸發、電極孔飛濺出的渣鐵和裝料過程中爐料細小顆粒隨尾氣 排出還會產生約25kg的煙塵或污泥。由于爐渣和塵泥中含有一定量的重金屬離子,如六價鉻、鋅等,對環境會造成嚴重污染,國內外環保法都規定這些廢棄物必 須經過回收或無害化處理才能夠排放。尤其是六價鉻,由于其化合物在水中具有很高的溶解度,而且是一種致癌物質,不僅會嚴重危害人體健康,造成環境污染,還 可能破壞生態平衡。
      世界上很多我國對固體廢棄物中六價鉻含量的限制也相當嚴格,以防止固體廢棄物中鹽類或有害物質浸出,造成土壤堿化和地下水污染。因此,回收利用鉻鐵合金廠固體廢棄物對資源利用和環境保護都具有重要意義。
      從外觀上看,高碳鉻鐵渣呈灰黑色,部分工廠產生的渣呈暗綠色和鐵銹紅色,其質地堅硬,抗壓強度在100-200MPa之間,破碎起來10分困難。 有研究表明,該渣經水浸后易于粉碎,其堆密度約為1.2-1.7mg/cm³,密度為2.35kg/m³。鉻鐵合金煙塵一般分為粗煙塵和細煙塵兩類,由旋 風除塵器收集的煙塵顆粒尺寸較大,呈黑色。而由布袋除塵器捕集的煙塵呈淺灰色,顆粒細小,極易凝聚成團。鉻鐵合金細煙塵的平均粒度在0.7-13.2μm 之間,水分含量較低(約為1%),比表面積很大,當其浸入水中時呈堿性。此外,由于細煙塵中含可溶性鹽類,遇水即部分溶解,這意味著堆放或填埋這些煙塵會 導致土壤堿化。和細煙塵相比,粗煙塵的平均粒度大約為80μm,水分含量更低,浸人水中時呈強堿性。
      鉻鐵合金渣包含的礦物相主要有鎂鋁尖晶石、鎂橄欖石、玻璃相、金屬珠、鈣鎂橄欖石和鉻尖晶石等。其中尖晶石相是鉻鐵合金渣中的主要礦相,其晶粒 尺寸一般從小于20μm到大約2000μm。鉻鐵合金渣中元素的浸出能力除鉀達到16%外,其它元素的可浸出率都較低,其中可浸出鉻、鎳和鋅分別占總鉻、 總鎳和總鋅的0.03%-1.7%、4.6%-6.4%和3.3%-5.9%。
      鉻鐵合金粗煙塵含有大量的鉻、硅、鐵、鋁、鎂和碳。而鉻鐵合金細煙塵則富含硅、鋅、鈉、鉀、鎂、硫和氯。與粗煙塵相比,其鉻、鐵和碳含量較低。 鉻鐵合金粗煙塵的主要物相是鉻尖晶石、石英、鈣長石和非晶型碳質材料,而細煙塵則主要與氯化鈉、氧化鋅等物質的蒸發以及二氧化硅、氧化鎂等氧化物的高溫還 原緊密相關。在鉻鐵合金細煙塵中還發現了少量含結晶水的化合物,研究表明可浸出的六價鉻集中在鉻鐵合金細煙塵中,采用敞開式埋弧爐冶煉,煙塵中六價鉻含量 高達7000ppm,遠遠超過了各國對六價鉻的含量限制。
      國內外許多廠家和研究機構都曾研究采用重選的方法來回收鉻鐵合金渣中的金屬,如南非iMinek、津巴布韋Zimasco鉻業有限公司、希臘 HelleniC鐵合金公司、印度Bamnilal鐵合金廠,國內錦州鐵合金廠和上海鐵合金廠。在上世紀七十年代末期,南非研究機構Mintek就開始研 究從鉻鐵合金廢渣中回收合金。早期的研究證實采用磁選和跳汰選礦可以從破碎的廢渣中回收金屬產品。經過二十多年的研究,他們成功開發出了從廢渣中回收合金 的工藝(ASF)。該工藝采用破碎、篩分等方法將廢渣分成+25mm、-25+6mm、-6+1mm和-1mm四種不同粒級。將其中的-25+6mm的顆 粒采用塊狀跳汰法來回收塊狀金屬,尾礦進行研磨后再返回工藝中。顆粒尺寸大于25mm的渣塊需經過研磨后返回。對于-6+1mm的顆粒則采用細粒跳汰來分 離小顆粒金屬。醉后采用兩級螺旋溜槽來回收小于1mm的金屬顆粒。該工藝已在津巴布韋鉻鐵公司等六家公司實現商業化生產。其金屬產品中僅含不到2%的渣, 可以用于直接銷售,且能回收超過96%的解離金屬。在希臘的鐵合金公司,采用分級跳汰的方法來分離出金屬產品。對于 -30+10mm的廢渣采用重介質分離,-10+3mm的顆粒采用跳汰選礦,而小于3mm的顆粒則采用搖床來回收。2000年,印度Bamnilal鐵合 金廠也建立了處理鉻鐵合金渣的選礦廠。該廠采用跳汰分選和搖床來分離渣鐵得到合金。其工藝流程是將廢渣破碎、篩分成-10+1mm和-1mm兩個粒級的顆 粒。對于尺寸為-10+1mm大顆粒采用AM30跳汰機分選,而小于1mm的顆粒則用搖床處理。其產品主要是可用于直接銷售的鐵合金和尾礦。
      國內上海鐵合金廠在試用強磁選、重液和跳汰選礦后,醉終采用跳汰選礦來回收鉻精礦。但工藝的回收率僅達到70%左右,且不能回收小于3mm爐渣中的金屬顆粒。此外,錦州鐵合金廠也曾采用旁動式雙斗隔膜跳汰機(LTP34) 來回收廢渣中的合金。工藝中需先將廢渣破碎、篩分到顆粒粒徑小于12mm后采用電磁振動給料機送入跳汰機。在爐渣粒度小于12mm時,床石層厚度 為+40-60mm以及加料速度為2.2-3.0t/h可以使渣中的合金回收率達到68.86%,回收的金屬產品中鉻含量也達到了61.48%,具有良好 的效果。
      我國的鉻資源貧乏,有效回收鉻鐵合金廠固體廢棄物可以產生良好的環境效益和經濟效益。目前國內外處理鉻鐵合金廢渣的技術主要有兩類方法:采用重 選、磁選等選礦方法回收金屬或鉻精礦,尾渣還可以用于生產水泥或鋪路;采用循環回收用作其他工藝的原料,如用于生產微晶玻璃、耐火材料以及作水泥摻合料和 鋪路。對于鉻鐵合金粗煙塵在造球后可以直接返回到埋弧爐,而細煙塵不宜直接回收,可以采用濕法冶金工藝回收鋅或采用固化/穩定化工藝來生產水泥或粘土磚。

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